KR20180001449A

KR20180001449A - 레이저 가공 장치

Info

Publication number: KR20180001449A
Application number: KR1020170072651A
Authority: KR
Inventors: 다이사쿠 토키타
Original assignee: 비아 메카닉스 가부시키가이샤
Priority date: 2016-06-27
Filing date: 2017-06-09
Publication date: 2018-01-04
Also published as: TW201800169A; JP2018001273A; KR102304688B1; JP6806625B2; TWI710420B; CN107538138A; CN107538138B

Abstract

본 발명의 목적은 피가공물의 크기가 다른 경우에도, 피가공물이 들뜨는 일 없이 피가공물을 확실하게 테이블에 고정할 수 있는 레이저 가공 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 레이저 가공 장치는 청구항 1 ~ 4의 프레임으로 구성되는 직사각형의 피가공물 클램프부로서, 피가공물을 테이블에 고정하기 위해 상기 테이블상에 설치되는 것과, 상기 직사각형의 개구 및 상기 피가공물 클램프부와 상기 테이블 사이의 간격을 변화시키기 위한 클램프 구동부와, 상기 개구를 넓히는 경우에 상기 간격을 넓히고, 상기 개구를 좁히는 경우 상기 간격을 좁히도록 상기 클램프 구동부를 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

레이저 가공 장치{LASER PROCESSING APPARATUS}

본 발명은 테이블에 고정된 프린트 기판 등의 피가공물을 드릴 가공하는 레이저 가공 장치에 관한 것으로, 피가공물을 고정시키기 위한 기술에 관한 것이다.

종래의 레이저 가공 장치에서의 가공에 있어서는 피가공물이 되는 프린트 기판을 테이블상에 흡착 고정하는 것이 알려져 있다. 그러나 흡착만으로는 불충분하기 때문에, 추가로 클램프 기구를 이용하여 프린트 기판의 단부를 고정하여 드릴가공 하고 있다(특허문헌 1).

일본 특허공개 평10-328863

상기와 같은 종래 기술에서는 클램프 기구의 프린트 기판 누름 부재의 길이가 고정되어 있어, 프린트 기판 크기의 변화에 대응할 수 없고, 프린트 기판 단부의 네 변을 누를 수 없는 경우가 있다. 이 때문에 프린트 기판에 테이블로부터 들뜨는 부분이 생겨버려, 프린트 기판의 단부 부근에 붙어있는 얼라인먼트 마크의 독취 에러가 발생하는 등 가공 정밀도가 저하하는 결점이 있다.

본 발명의 목적은 피가공물의 크기가 다른 경우에도, 피가공물이 들뜨는 일 없이 피가공물을 확실하게 테이블에 고정할 수 있는 레이저 가공 장치를 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 레이저 가공 장치에 있어서는, 피가공물을 테이블상에 고정하기 위해 상기 테이블상에 설치되고, 상기 피가공물의 단측(端側)에 있는 제1 변을 고정하기 위한 제1 클램퍼를 설치한 제1 프레임, 상기 피가공물의 단측에 있는 상기 제1 변과는 직각 방향이 되는 제2 변을 고정하기 위한 제2 클램퍼를 설치한 제2 프레임, 상기 제1 프레임과 평행한 제3 프레임, 상기 제2 프레임과 평행한 제4 프레임, 상기 제1 프레임과 평행하고, 당해 제1 프레임과 직각 방향으로 이동 가능한 제1 부재로서, 상기 피가공물의 단측에 있는 상기 제1 변과는 평행한 제3 변을 고정하기 위한 제3 클램퍼가 설치되는 것, 상기 제2 프레임과 평행하고, 당해 제2 프레임과 직각 방향으로 이동가능한 제2 부재로서 상기 피가공물의 단측에 있는 상기 제2 변과는 평행한 제4 변을 고정하기 위한 제4 클램퍼가 설치되는 것, 상기 제1 프레임의 끝단과 상기 제4 프레임의 끝단을 서로 고정하는 제1 고정부, 및 상기 제2 프레임의 끝단과 상기 제3 프레임의 끝단을 서로 고정하는 제2 고정부를 갖는 피가공물 클램프부와, 상기 제1 고정부와 제2 고정부 사이의 제1 간격 및 상기 피가공물 클램프부와 상기 테이블 사이의 제2 간격을 변화시키기 위한 클램프 구동부와, 상기 제1 간격을 넓히는 경우에 상기 제2 간격을 넓히고, 상기 제1 간격을 좁히는 경우에 상기 제2 간격을 좁히도록 상기 클램프 구동부를 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의해, 피가공물의 크기가 다른 경우에도 피가공물이 들뜨는 일 없이 피가공물을 확실하게 테이블에 고정할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 레이저 가공 장치에 있어서 피가공물 클램프부의 사시도이다.
도 2는 도 1의 피가공물 클램프부의 언클램프 상태를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1의 피가공물 클램프부의 클램프 상태를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 레이저 가공 장치의 개략도이다.

도 4는 본 발명의 실시형태에 따른 레이저 가공 장치의 개략도이다.

1은 레이저 유닛으로, 레이저 광원으로부터 출사된 레이저 광을 피가공물(4)의 표면에 조사한다. 5는 XY 테이블로, 피가공물(4)을 X 방향(지면에 대해서 수직 방향) 및 Y 방향(지면에 대해서 좌우 방향)으로 이동시킨다. 6은 피가공물 클램프부로서, 피가공물(4)을 XY 테이블(5) 상에 고정한다. 2는 피가공물(4)의 얼라인먼트 마크를 촬상하는 카메라이다. 8은 클램프로드 구동부로서, 클램프로드(7)를 Z 방향(지면에 대해서 상하 방향) 및 후술하는 P 방향으로 이동시킨다. 3은 전체제어부로서, 레이저 유닛(1), 카메라(2), XY 테이블(5), 피가공물 클램프부(6) 클램프로드 구동부(8) 등을 제어한다. 클램프로드 구동부(8)는 XY 테이블(5) 내에 설치되어 있다.

도 1-3은 도 4에서의 피가공물 클램프부(6)의 상세 도면이다. 21, 22, 23, 24는 각각 클램프 프레임이고, 각각 직사각형의 피가공물 클램프부(6)의 4 변을 구성하고 있다. 클램프 프레임 21과 24는 서로 일단에서 고정부(29)에 의해 직각 방향으로 고정되어 있어, L 자형을 하고 있다. 또한, 마찬가지로, 클램프 프레임 22와 23은 서로 일단에서 고정부(30)에 의해 직각 방향으로 고정되어 있어 L 자형을 하고 있다. 클램프 프레임(21~24)에는 각각 가이드 홈(31~34)이 형성되어 있다. 25는 클램프바로서 가이드 홈(31)과 가이드 홈(33)에 슬라이딩 가능하게 감합하여, 지면 Y 방향으로 이동할 수 있게 되어 있다. 26은 클램프바로서, 그 일단은 가이드 홈(32)에 슬라이딩 가능하게 감합하고, 타단은 클램프바(25)에 형성된 가이드 홈(35)을 관통하여 클램프 프레임(24)에 형성된 가이드 홈(34)에 슬라이딩 가능하게 감합하고 있어, 지면 X 방향으로 이동할 수 있도록 되어 있다.

클램프 프레임 21 및 22의 하측에는 각각 클램퍼 36, 37이, 또한 클램프바 25, 26의 하단에는 각각 클램퍼 38, 39가 설치되어 있다. 클램퍼(38, 39)는 각각 복수의 종류의 길이를 갖는 것이 준비되어 있어, 피가공물(4)의 크기에 따라서 작업자가 적절하게 교환할 수 있도록 되어 있다. 클램프 프레임(21 및 24)의 고정부 (29) 및 클램프 프레임(22 및 23)의 고정부(30)는, 이들의 하방향으로 설치된 클램프로드 (7)를 통해 XY 테이블(5)의 안에 설치된 클램프로드 구동부(8)에 결합되어 있다.

고정부(29 및 30)는 클램프 프레임(21~24)로 둘러싸인 직사각형의 대각선상에 위치하고 있고, 클램프로드 구동부(8)는, 전체제어부(3)로부터의 제어신호(9)에 의해 제어하여 클램프로드(7)를 P 방향, 즉 대각선 방향으로 구동하여 고정부 29와 30 사이의 간격을 변화시키도록 되어 있다. 또한, 클램프 프레임 21과 22의 타단은 서로 피스톤과 실린더를 조합시킨 연결부(27)에 의해 연결되어 있고, 클램프 프레임 23 및 24의 타단도 마찬가지로 서로 피스톤과 실린더를 조합한 연결부(28)에 의해 연결되어 있다. 연결부(27, 28)는 전체제어부(3)로부터의 제어신호(10)에 의해 제어하여 연결 부분의 간격을 변화시킬 수 있도록 되어 있다.

클램프 프레임(21 및 22) 및 클램프바(25 및 26)로 둘러싸인 직사각형의 창(40)의 개구를 넓히는 경우는, 고정부 29와 30 사이의 간격을 넓힘과 동시에 연결부(27, 28)에 있어서의 연결 부분의 간격도 넓힌다. 반대로, 창(40)의 개구를 좁히는 경우는, 고정부 29와 30 사이의 간격을 좁힘과 동시에 연결부(27, 28)에 있어서의 연결 부분의 간격도 좁힌다.

또한, 클램프로드 구동부(8)는 전체제어부(3)로부터의 제어신호(9)에 의해 제어하여 클램프로드(7)를 Z 방향(지면에 대해서 상하 방향)으로 XY 테이블(5) 측으로부터 구동 가능하게 되어 있다. 즉, 창(40)의 개구를 좁히는 경우는, 클램프로드 (7)를 Z 방향의 하방으로 구동하여, 피가공물 클램프부(6)를 하강시켜 피가공물 (4)을 집는다. 반대로, 창(40)의 개구를 넓히는 경우는, 클램프로드(7)를 Z 방향의 상방으로 구동하여 피가공물 클램프부(6)를 상승시켜 피가공물(4)의 집은 상태를 해제한다.

피가공물(4)을 XY 테이블(5)상에 반입하는 경우, 먼저 피가공물 클램프부(6)와 레이저 유닛(1)이 대향하지 않는 위치까지 XY 테이블(5)을 X 방향으로 이동시킨다. 이후, XY 테이블(5) 내에 설치된 클램프로드 구동부(8)에 의해 클램프로드(7)를 Z 방향의 상방으로 밀어올려 피가공물 클램프부(6)를 상승시킴과 동시에 창(40)의 개구를 넓힌다. 이 상태에서 도시하지 않은 전용 피가공물 반송기구에 의해 피가공물(4)을 피가공물 클램프부(6)의 상측으로부터 창(40)을 통해 삽입한다. 이 상태(언클램프된 상태)를 도 2에 나타낸다. 도면에서 해칭으로 나타낸 부분은 피가공물(4)이다. 이후, 창(40) 개구를 좁히는 동시에, 클램프로드(7)를 Z 방향의 하방으로 구동하여 피가공물 클램프부(6)를 하강시킨다. 이렇게 함으로써, 피가공물 (4)이 피가공물 클램프부(6)와 XY 테이블(5) 사이에 고정된다. 이 상태(클램프된 상태)를 도 3에 나타낸다. 레이저 유닛(1)에 의한 피가공물(4)에 대한 가공은, 피가공물 클램프부(6)와 레이저 유닛(1)이 대향하는 위치까지 XY 테이블(5)을 X 방향으로 이동시킨 후 행한다.

피가공물(4)을 XY 테이블(5) 상에서 반출하는 경우는, 우선 피가공물 클램프부(6)와 레이저 유닛(1)이 대향하지 않는 위치까지 XY 테이블(5)을 X 방향으로 이동시킨다. 이후 상기 언클램프 상태로 하고, 전용 피가공물 반송기구에 의해 상측으로부터 창(40)을 통해 피가공물(4)을 꺼낸다.

또한, 크기가 다른 피가공물(4)을 취급하는 경우에는, 그 크기에 따라 클램프바(25, 26)를 각각 Y, X 방향으로 이동시킴과 동시에, 그 크기에 따라 클램퍼(38, 39)를 각각 클램프바(25, 26)에 설치한다. 이것은 피가공물(4)이 없는 상태에서 상기 언클램프 상태로 하고, 창(40)의 개구를 넓힌 상태에서 행한다.

이상의 실시예에 따르면, 프린트 기판 등의 피가공물(4)의 단부의 4 변을 확실하게 고정할 수 있어, 피가공물(4)이 XY 테이블(5)의 상면으로부터 들뜨는 부분이 없어지게 되고, 피가공물(4)의 단부의 들뜸에 의한 가공 정밀도의 저하를 방지할 수 있다. 또한, 피가공물 (4)의 크기에 따라서 클램프바(25, 26)를 각각 Y, X 방향으로 이동시킴과 동시에 클램퍼(38, 39)를 교환함으로써, 다양한 크기의 피가공물(4)을 XY 테이블(5)상에 고정할 수 있게 된다.

또한, 상기 실시예에서는 클램프로드 구동부(8)는 고정부(29 및 30)의 양방을 구동하도록 했지만, 고정부 29 또는 30 중 일방만을 구동하는 것만으로 창(40)의 개구를 조정할 수 있는 경우에는, 반드시 양방을 모두 구동할 필요는 없다.

또한, 상기 실시예에서는 연결부(27, 28)는 전체제어부(3)에 의해 제어하여 연결 부분의 간격을 제어하도록 했지만, 고정부(29 및 30)의 구동만으로 창(40)의 개구를 조정할 수 있는 경우에는, 연결부(27, 28)는 프레임의 끝단끼리 서로 슬라이딩 가능하게 감합하고 있게만 하고, 전체제어부(3)로 제어하지 않는 구조로 해도 좋다.

또한, 상기 실시예에서는 1개의 피가공물(4)을 XY 테이블(5)상에 고정하는 것을 설명하였으나, 레이저 유닛(1)과 피가공물(4)을 복수 개 설치하고, 피가공물(4)과 동수의 피가공물 클램프부(6)를 설치함으로써, 복수의 피가공물들(4)을 동시에 고정하여 가공하도록 해도 좋다.

또한, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아니라 다양한 변형이 가능하고, 특허청구범위에 기재된 기술 사상에 포함된 기술적 사항의 전부가 본 발명의 대상으로 된다.

1 : 레이저 유닛
2 : 카메라
3 : 전체제어부
4 : 피가공물
5 : XY 테이블
6 : 피가공물 클램프부
7 : 클램프로드
8 : 클램프로드 구동부
9,10 : 제어신호
21~24 : 클램프 프레임
25,26 : 클램프바
27,28 : 연결부
36~39 : 클램퍼
40 : 창

Claims

피가공물을 테이블상에 고정하기 위해 상기 테이블상에 설치되고, 상기 피가공물의 단측에 있는 제1 변을 고정하기 위한 제1 클램퍼를 설치한 제1 프레임, 상기 피가공물의 단측에 있는 상기 제1 변과는 직각 방향이 되는 제2 변을 고정하기 위한 제2 클램퍼를 설치한 제2 프레임, 상기 제1 프레임과 평행한 제3 프레임, 상기 제2 프레임과 평행한 제4 프레임, 상기 제1 프레임과 평행하고 당해 제1 프레임과 직각 방향으로 이동 가능한 제1 부재로서 상기 피가공물의 단측에 있는 상기 제1 변과는 평행한 제3 변을 고정하기 위한 제3 클램퍼가 설치되는 것, 상기 제2 프레임과 평행하고 당해 제2 프레임과 직각 방향으로 이동가능한 제2 부재로서 상기 피가공물의 단측에 있는 상기 제2 변과는 평행한 제4 변을 고정하기 위한 제4 클램퍼가 설치되는 것, 상기 제1 프레임의 끝단과 상기 제4 프레임의 끝단을 서로 고정하는 제1 고정부, 및 상기 제2 프레임의 끝단과 상기 제3 프레임의 끝단을 서로 고정하는 제2 고정부를 갖는 피가공물 클램프부와,
상기 제1 고정부와 상기 제2 고정부 사이의 제1 간격 및 상기 피가공물 클램프부와 상기 테이블 사이의 제2 간격을 변화시키기 위한 클램프 구동부와,
상기 제1 간격을 넓히는 경우에 상기 제2 간격을 넓히고, 상기 제1 간격을 좁히는 경우에 상기 제2 간격을 좁히도록 상기 클램프 구동부를 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.
제1항에 있어서,
상기 피가공물 클램프부는, 상기 제1 프레임의 타단과 상기 제2 프레임의 타단을 서로 연결하는 제1 연결부로서, 당해 제1 연결부에서의 연결 부분의 제3 간격을 변화시킬 수 있는 것, 및 상기 제3 프레임의 타단과 상기 제4 프레임의 타단을 서로 연결하는 제2 연결부로서, 당해 제2 연결부에서의 연결 부분의 제4 간격을 변화시킬 수 있는 것을 갖고,
상기 제어부는 상기 제1 간격을 넓히는 경우에 상기 제3 및 제4 간격을 넓히고, 상기 제1 간격을 좁히는 경우에 상기 제3 및 제4 간격을 좁히도록 상기 제1 연결부와 상기 제2 연결부를 제어하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 클램프 구동부는 상기 테이블의 내부에 설치되고, 상기 제1 고정부와 상기 제2 고정부에 고정된 부재를 통해서 당해 제1 고정부 및 상기 제2 고정부를 구동하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.